package com.eddie.tenalgorithm.primalgorithm;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

/**
 * @author Eddie
 * @date 2022/08/16 14:46
 **/
public class PrimAlgorithm {
    public static void main(String[] args) {
        //测试图是否创建成功
        char[] data=new char[]{'A','B','C','D','E','F','G'};
        int verxs=data.length;
        //邻接矩阵的关系使用二维数组表示,10000 这个大数，表示两个点不联通
        int [][]weight=new int[][]{
                {10000,5,7,10000,10000,10000,2},
                {5,10000,10000,9,10000,10000,3},
                {7,10000,10000,10000,8,10000,10000},
                {10000,9,10000,10000,10000,4,10000},
                {10000,10000,8,10000,10000,5,4},
                {10000,10000,10000,4,5,10000,6},
                {2,3,10000,10000,4,6,10000},};
        //创建MGraph对象
        MGraph mGraph = new MGraph(verxs);
        //创建一个MinTree对象
        MiniTree miniTree = new MiniTree();
        miniTree.createGraph(mGraph,verxs,data,weight);
        //打印这个图
        miniTree.showGraph(mGraph);

        //测试普利姆算法
        miniTree.prim(mGraph,0);

    }


}
class MiniTree{
    /**
     * 创建图的邻接矩阵
     * @param graph 图对象
     * @param verxs 图对应的顶点的个数
     * @param data 图的各个顶点的值
     * @param weight 图的邻接矩阵
     */
    public void createGraph(MGraph graph,int verxs,char[] data,int[][] weight){
        //循环顶点
        for (int i = 0; i < verxs; i++) {
            graph.data[i]=data[i];
            //循环边
            System.arraycopy(weight[i], 0, graph.weight[i], 0, verxs);
        }
    }

    /**
     * 显示图的邻接矩阵
     */
    public void showGraph(MGraph graph){
        for (int[] link : graph.weight) {
            System.out.println(Arrays.toString(link));
        }
    }

    /**
     * 编写prim算法，得到最小生成树
     * @param mGraph 图
     * @param v 表示从图的第几个顶点开始生成'A'->0 'B'->1...
     */
    public void prim(MGraph mGraph,int v){
        //集合存储已经访问过的点
        ArrayList<Integer> visiteds = new ArrayList<>();
        //把当前的这个结点加入集合
        visiteds.add(v);
        //h1和h2记录两个顶点的下标
        int h1=-1;
        int h2=-1;
        //将minWeight初始成一个大数，后面在遍历过程中，会被替换
        int minWeight=10000;
        //直到连通所有顶点为止
        while (visiteds.size()<mGraph.verxs){

            //这个是确定每一次生成的子图，和哪个结点的距离最近
            //i结点表示被访问过的结点
            for (int i = 0; i < visiteds.size(); i++) {
                //j结点表示还没有访问过的结点
                for (int j = 0; j < mGraph.verxs; j++) {
                    if(!visiteds.contains(j)&&mGraph.weight[visiteds.get(i)][j]<minWeight){
                        //替换minWeight（寻找已经访问过的结点和未访问过的结点间的权值最小的边）
                        minWeight=mGraph.weight[visiteds.get(i)][j];
                        h1=visiteds.get(i);
                        h2=j;
                    }
                }
            }
            //找到一条边是最小
            System.out.println("边<"+mGraph.data[h1]+","+mGraph.data[h2]+">权值："+minWeight);
            //将当前的这个结点加入集合
            visiteds.add(h2);
            //minWeight 重新设置为最大值10000
            minWeight=10000;
        }
    }
}


class MGraph{
    /**
     * 表示图的结点个数
     */
    int verxs;
    /**
     * 存放结点数据
     */
    char[] data;
    /**
     * 存放边，就是我们的邻接矩阵
     */
    int[][] weight;

    public MGraph(int verxs){
        this.verxs=verxs;
        data=new char[verxs];
        weight=new int[verxs][verxs];
    }
}
